【物联网】技术导论（入门介绍篇）

一、物联网发展的必然性

• 从技术发展的传承性角度—从互联网、移动互联网到物联网的自然演变过程。

  物联网与计算机技术的关系

  计算机技术+数据通信技术——>计算机网络
  计算机网络——>互联网
  互联网+移动通信技术——>移动互联网
  互联网+移动通信技术+感知技术——>物联网

• 从现实经济与社会发展需要的角度—面对经济危机，IBM智慧地球的思路有助于救市。

  IBM“智慧的地球”战略的主要内容是，IT产业下一阶段的任务是把新一代IT技术充分运用在各行各业之中。即把感应器嵌入和装备到电网、铁路、桥梁、隧道、公路、建筑、供水系统、大坝、油气管道等各种物体中，并且被普遍连接，形成所谓“物联网”。并通过超级计算机和云计算将“物联网”整合起来，实现人类社会与物理系统的整合。在此基础上，人类可以以更加精细和动态的方式管理生产和生活，从而达到“智慧”状态。

• 从科学研究基础的角度—普适计算、透明计算、CPS与环境智能化研究已经开展了很多年。

• 普适计算指的是无所不在的、随时随地可以进行计算的一种方式；无论何时何地，只要需要，就可以通过某种设备访问到所需的信息。
  普适计算的含义十分广泛，所涉及的技术包括 移动通信技术、小型计算设备制造技术、小型计算设备上的操作系统技术及 软件技术等。
  间断连接与轻量计算（即计算资源相对有限）是普适计算最重要的两个特征。普适计算的软件技术就是要实现在这种环境下的事务和 数据处理。
• 透明计算是一种用户无需感知计算机操作系统、中间件、应用程序和通信网络的具体所在，只需根据自己的需求，通过网络从所使用的各种终端设备（包括固定、移动、以及家庭中的各类终端设备）中选择并使用相应服务（例如计算、电话、电视、上网和娱乐等）的计算模式。透明计算系统由终端设备、服务器和连接终端设备与服务器的网络组成。
• 信息物理系统(cyber physical systems，简称CPS)，是一个综合计算、网络和物理环境的多维复杂系统，通过3C（Computation、Communication、Control）技术的有机融合与深度协作，实现大型工程系统的实时感知、动态控制和信息服务。它通过人机交互接口实现和物理进程的交互，使用网络化空间以远程的、可靠的、实时的、安全的、协作的方式操控一个物理实体。CPS实现计算、通信与物理系统的一体化设计，具有重要而广泛的应用前景。
• AMI（智能环境）的概念由欧洲研究团体 ISTAG ( Information Society Technology Advisory Group) 在1999年提出，其基本目标是在智能终端设备与环境之间建立一种共生关系，通过对环境的感知构建一个统一平台提供各种设备间的无缝连接，从而形成一个相互协作的工作关系，使得人机和环境协调统一。

二、物联网与互联网的关系

1. 物联网数据是通过自动方式获取的；互联网数据是通过人工方式获取的。
2. 物联网是虚拟与现实的结合；互联网构造了网络虚拟世界。
3. 物联网是将计算机“装到”一切事物中；互联网把事情交给计算机去做。
4. 物联网提供行业性、区域性的服务；互联网提供全球性公共信息服务。
5. 物联网实现信息世界与物理世界的融合；互联网构造了人与人信息交互与共享的信息世界。
6. 物联网是可反馈、可控制的“闭环”系统。

三、物联网体系结构

物联网体系结构=物联网层次结构模型+协议集

• 物联网层次结构模型

• 物联网层次结构与技术

四、支撑物联网发展的关键技术

• 物联网标识技术
  
  • OID （Object ID即对象标识符，是为找到区分整体中的对象而添加的标记。）
  • IPv6与6LoWPAN （6LoWPAN是一种基于IPv6的低速无线个域网标准）
  • EPC（EPC的全称是Electronic Product Code，中文称为产品电子代码。EPC的载体是RFID电子标签，并借助互联网来实现信息的传递。）
• 二维条码技术
  
  • 行排式二维码，其编码原理是建立在一维码基础之上，按需要堆积成二行或多行。（ PDF417条码 ，Code 49，Code 16K）
  • 矩阵式二维码，是在一个矩形空间通过黑、白像素在矩阵中的不同分布进行编码。（QR Code码，Data Matrix码，汉信码）
• 自动识别与RFID技术（自动识别技术指的是基于标识技术获取标识载体承载的标识信息，实现标识对象信息获取的技术。RFID是一种无线通信技术,可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据,而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。）
• 物联网安全技术
• 传感器及智能传感器技术
• M2M技术（M2M是将数据从一台终端传送到另一台终端，也就是机器与机器（Machine to Machine）的对话）
• SOA与云计算技术（面向服务的体系结构（SOA）是一个组件模型，它将应用程序的不同功能单元（称为服务）通过这些服务之间定义良好的接口和契约联系起来。）
• 大数据处理技术